CN109650822A - 一种废弃花岗石粉干混砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废弃花岗石粉干混砂浆，其包括如下重量份的组分：废弃花岗石粉23～48份、水泥20～50份、缓凝剂0.5～3份、早强剂1～10份、减水剂0.1～2份和锂皂石0.1～0.8份。本发明通过将花岗石粉、水泥、缓凝剂、早强剂、减水剂和锂皂石结合起来，使各组分相互之间起到协同作用，增强了干混砂浆的流动度、延长了凝结时间、增强了抗折和抗压强度，制得的干混砂浆的性能比普通水泥砂浆的性能更好，同时废弃花岗石屑、石粉的再生利用缓解了环境压力，并实现了资源的回收利用，具有重要的环境效益和经济效益，适合大规模推广应用。本发明还公开了一种废弃花岗石粉干混砂浆的制备方法。

Description

一种废弃花岗石粉干混砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种废弃花岗石粉干混砂浆及其制备方法。
背景技术
砂浆是建筑工程中广泛使用的材料，大量用于砌体结构、钢筋混凝土结构等工程，砂浆主要分为干混砂浆和湿拌砂浆。干混砂浆通常叫水硬性水泥混合砂浆，是指经干燥筛分处理的骨料、无机胶凝材料和添加剂等按一定比例进行物理混合而成的一种颗粒或粉状，以袋装或散装的形式运至工地，加水拌和后即可直接使用的物料。干混砂浆在建筑业中以薄层发挥粘结、衬垫、防护和装饰等作用，在建筑和装修工程上应用极为广泛。
目前干混砂浆一般采用天然砂作为骨料，天然砂是一种存量有限的资源，随着城市化的迅猛发展，砂用量不断增大，天然砂资源面临枯竭，天然砂资源的不足制约着城市建设发展。同时出于生态环境保护的需要，开发天然砂替代材料对节约自然资源，促进社会可持续发展有着重大的意义。而随着基础设施建设的发展，混凝土用量迅速增长，每年开采大量的花岗石作为石材制品或混凝土粗集料，势必会产生大量的废弃花岗石石屑、石粉，其粉料颗粒尺寸分布不均匀，回收利用率极低，大部分长期堆放会占用大量土地，也会对周边大气、土壤等环境产生污染，造成大量资源的浪费。
有鉴于此，将废弃花岗石屑、石粉通过合理工艺处理，用于配制干混砂浆，对缓解废弃花岗石屑、石粉带来的环境压力，并解决干混砂浆行业天然砂资源的不足具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种废弃花岗石粉干混砂浆，该干混砂浆充分利用了废弃花岗石屑、石粉，避免了资源的浪费，并提高了干混砂浆的性能；本发明另一方面的目的在于，提供一种废弃花岗石粉干混砂浆的制备方法。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种废弃花岗石粉干混砂浆，其包括如下重量份的组分：废弃花岗石粉23～48份、水泥20～50份、缓凝剂0.5～3份、早强剂1～10份、减水剂0.1～2份和锂皂石0.1～0.8份。
本发明的技术方案还提供一种废弃花岗石粉干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1.按重量份备料；
S2.将废弃花岗石粉粉碎、过筛后进行烘干处理，将处理后的花岗石粉、水泥、缓凝剂、早强剂、减水剂和锂皂石混合均匀，得到干混砂浆。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1、本发明利用废弃花岗石屑、石粉经过加工处理后，得到花岗石粉，大量替代天然砂配制干混砂浆，有效解决了废弃花岗石粉的回收利用问题，避免了资源浪费，也缓解了资源和环境压力；
2、本发明通过将花岗石粉、水泥、缓凝剂、早强剂、减水剂和锂皂石结合起来，使各组分相互之间起到协同作用，增强了干混砂浆的流动度、延长了凝结时间、增强了抗折和抗压强度，制得的干混砂浆的性能比普通水泥砂浆的性能更好，同时废弃花岗石屑、石粉的再生利用缓解了环境压力，并实现了资源的回收利用，具有重要的环境效益和经济效益，适合大规模推广应用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种废弃花岗石粉干混砂浆，其包括如下重量份的组分：
废弃花岗石粉23～48份、水泥20～50份、缓凝剂0.5～3份、早强剂1～10份、减水剂0.1～2份和锂皂石0.1～0.8份。
本发明中，废弃花岗石粉的粒径小于4.75mm；花岗石粉的粒径较小，能增大花岗石粉的比表面积，提高花岗石粉与水泥的粘结力，若花岗石粉的粒度太小，随着花岗石粉的比表面积增大，花岗石粉中Si-O、Al-O化学键断裂，花岗石粉容易团聚、结团。
本发明中，水泥为42.5R普通硅酸盐水泥。
本发明中，缓凝剂为有机酸和/或硼砂，其中有机酸为草酸或柠檬酸。
在本发明的一些优选实施方式中，缓凝剂为有机酸和硼砂的混合，且有机酸和硼砂的质量比为1.5～2：1，以进一步延长混凝土的凝结时间。
本发明中，早强剂为粉煤灰微珠、硅灰和钠盐中的任意一种，其中，钠盐的具体种类没有特别的限制，只要是本领域常用的无机钠盐类物质都可以用于本发明的早强剂，例如，硫酸钠、氯化钠、硝酸钠或亚硝酸钠等钠盐。
本发明中，减水剂为聚羧酸系高效减水剂和/或木质素磺酸盐，其中聚羧酸系高效减水剂的固含量为20～25％，减水率为25～27％；木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸镁和木质素磺酸钙中的任意一种。
在本发明的一些优选实施方式中，减水剂为聚羧酸系高效减水剂和木质素磺酸盐，聚羧酸系高效减水剂和木质素磺酸盐的质量比为2～3：1；两种类型的减水剂按照一定的比例进行复配，以提高减水剂的减水率，以及提高减水剂的表面活性和分散效果，减少花岗石粉粘聚成团，提高干混砂浆的力学性能。
本发明中，锂皂石遇水分结构易膨胀，可形成触变性凝胶结构，且具有较高的粘结强度，本发明的干混砂浆与水混合后，在吸收水分、填充孔隙的同时，还能够增强砂浆的强度。
本发明的实施例还提供了一种废弃花岗石粉干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：
(1)各原料按重量份备料；
(2)去除废弃花岗石屑、石粉中的杂质，将废弃花岗石屑、石粉研磨后过4.75mm筛，得到花岗石粉，对花岗石粉进行烘干处理；
(3)将烘干后的花岗石粉与水泥、缓凝剂、早强剂、减水剂和锂皂石混合均匀，得到干混砂浆。
本发明中，花岗石粉在100～120℃下烘干，烘至花岗石粉含水率小于5wt％。
以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
本发明中所用的实验材料如无特殊说明，均为市场购买得到。
实施例1：
本发明的实施例1提供了一种废弃花岗石粉干混砂浆，其包括如下重量份的组分：
废弃花岗石粉48份、普通硅酸盐水泥50份、柠檬酸3份、粉煤灰微珠10份、聚羧酸系高效减水剂2份和锂皂石0.8份。
该干混砂浆采用如下方法制备：
(1)去除废弃花岗石屑、石粉中的杂质，将废弃花岗石屑、石粉研磨后过4.75mm筛，得到花岗石粉，将4.75mm筛下所得花岗石粉在100℃下进行烘干处理，烘至花岗石粉的含水率小于5wt％；
(2)将步骤(1)中烘干后的花岗石粉与普通硅酸盐水泥、柠檬酸、粉煤灰微珠、聚羧酸系高效减水剂和锂皂石共同投入滚筒混料机中，搅拌混合均匀，得到干混砂浆。
实施例2：
本发明的实施例2提供了一种废弃花岗石粉干混砂浆，其包括如下重量份的组分：
废弃花岗石粉23份、普通硅酸盐水泥20份、草酸0.5份、硫酸钠1份、木质素磺酸钠0.1份和锂皂石0.1份。
该干混砂浆采用如下方法制备：
(1)去除废弃花岗石屑、石粉中的杂质，将废弃花岗石屑、石粉研磨后过4.75mm筛，得到花岗石粉，将4.75mm筛下所得花岗石粉在120℃下进行烘干处理，烘至花岗石粉的含水率小于5wt％；
(2)将步骤(1)中烘干后的花岗石粉与普通硅酸盐水泥、草酸、硫酸钠、木质素磺酸钠和锂皂石共同投入滚筒混料机中，搅拌混合均匀，得到干混砂浆。
实施例3：
本发明的实施例3提供了一种废弃花岗石粉干混砂浆，其包括如下重量份的组分：
废弃花岗石粉35份、普通硅酸盐水泥35份、柠檬酸1.5份、硼砂1份、粉煤灰微珠5份、聚羧酸系高效减水剂0.75份、木质素磺酸钠0.25份和锂皂石0.45份。
该干混砂浆采用如下方法制备：
(1)去除废弃花岗石屑、石粉中的杂质，将废弃花岗石屑、石粉研磨后过4.75mm筛，得到花岗石粉，将4.75mm筛下所得花岗石粉在105℃下进行烘干处理，烘至花岗石粉的含水率小于5wt％；
(2)将步骤(1)中烘干后的花岗石粉与普通硅酸盐水泥、柠檬酸、硼砂、粉煤灰微珠、聚羧酸系高效减水剂、木质素磺酸钠和锂皂石共同投入滚筒混料机中，搅拌混合均匀，得到干混砂浆。
实施例4：
本发明的实施例4提供了一种废弃花岗石粉干混砂浆，其包括如下重量份的组分：
废弃花岗石粉30份、普通硅酸盐水泥25份、柠檬酸1.5份、硅灰3份、聚羧酸系高效减水剂0.4份、木质素磺酸钠0.2份和锂皂石0.35份。
该干混砂浆采用如下方法制备：
(1)去除废弃花岗石屑、石粉中的杂质，将废弃花岗石屑、石粉研磨后过4.75mm筛，得到花岗石粉，将4.75mm筛下所得花岗石粉在115℃下进行烘干处理，烘至花岗石粉的含水率小于5wt％；
(2)将步骤(1)中烘干后的花岗石粉与普通硅酸盐水泥、草酸、硼砂、硅灰、聚羧酸系高效减水剂、木质素磺酸钠和锂皂石共同投入滚筒混料机中，搅拌混合均匀，得到干混砂浆。
实施例5：
本发明的实施例5提供了一种废弃花岗石粉干混砂浆，其包括如下重量份的组分：
废弃花岗石粉42份、普通硅酸盐水泥40份、草酸2份、硼砂1份、氯化钠8份、木质素磺酸钠1.6份和锂皂石0.5份。
该干混砂浆采用如下方法制备：
(1)去除废弃花岗石屑、石粉中的杂质，将废弃花岗石屑、石粉研磨后过4.75mm筛，得到花岗石粉，将4.75mm筛下所得花岗石粉在110℃下进行烘干处理，烘至花岗石粉的含水率小于5wt％；
(2)将步骤(1)中烘干后的花岗石粉与普通硅酸盐水泥、草酸、硼砂、氯化钠、木质素磺酸钠和锂皂石共同投入滚筒混料机中，搅拌混合均匀，得到干混砂浆。
按照水胶比为0.4，将实施例1～5中制得干混砂浆与水拌和，进行胶砂强度试验，测定其水泥砂浆的凝结时间、抗折抗压强度、流动度等性能，测试结果见表1。
表1砂浆性能检测结果
其中，比较例1为本领域常用的普通的水泥砂浆，由表1可以看出，由本发明实施例1～5干混砂浆制得的水泥砂浆的凝结时间有一定的延长，抗折强度和抗压强度比普通水泥砂浆更好，砂浆的流动度也比普通水泥砂浆的流动度更好。综上所述，本发明将废弃花岗石屑、石粉应用到干混砂浆中，使得砂浆的流动度增加，凝结时间延长，抗折和抗压强度增强，同时废弃花岗石屑、石粉的再生利用缓解了环境压力，并实现了资源的回收利用，具有重要的环境效益和经济效益，适合推广应用。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种废弃花岗石粉干混砂浆，其特征在于，其包括如下重量份的组分：
废弃花岗石粉23～48份、水泥20～50份、缓凝剂0.5～3份、早强剂1～10份、减水剂0.1～2份和锂皂石0.1～0.8份。
2.根据权利要求1所述的废弃花岗石粉干混砂浆，其特征在于，所述废弃花岗石粉的粒径小于4.75mm。
3.根据权利要求1所述的废弃花岗石粉干混砂浆，其特征在于，所述缓凝剂为有机酸和/或硼砂，所述有机酸为草酸或柠檬酸。
4.根据权利要求3所述的废弃花岗石粉干混砂浆，其特征在于，所述缓凝剂为有机酸和硼砂，所述有机酸和硼砂的质量比为1.5～2：1。
5.根据权利要求1所述的废弃花岗石粉干混砂浆，其特征在于，所述早强剂为粉煤灰微珠、硅灰和钠盐中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的废弃花岗石粉干混砂浆，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂和/或木质素磺酸盐。
7.根据权利要求6所述的废弃花岗石粉干混砂浆，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂和木质素磺酸盐，所述聚羧酸系高效减水剂和木质素磺酸盐的质量比为2～3：1。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的废弃花岗石粉干混砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.按重量份备料；
S2.将废弃花岗石粉粉碎、过筛后进行烘干处理，将处理后的花岗石粉、水泥、缓凝剂、早强剂、减水剂和锂皂石混合均匀，得到干混砂浆。
9.根据权利要求8所述的废弃花岗石粉干混砂浆的制备方法，其特征在于，所述花岗石粉在100～120℃下烘干，烘至花岗石粉含水率小于5wt％。
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